CN208798063U - 成像模组和电子装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种成像模组和电子装置。成像模组包括接收模组、发射模组和支架，支架包括一体结构的第一支撑部和第二支撑部，第一支撑部开设有第一收容空间，接收模组至少部分地设置在第一收容空间，第二支撑部开设有第二收容空间，发射模组至少部分地设置在第二收容空间。如此，可以将接收模组和发射模组分别设置在支架的第一收容空间和第二收容空间，在成像模组装配时，接收模组和发射模组统一装配到一体成型的支架，相比于两个单独的发射模组和接收模组进行组装，可以减少元件的数量，例如，支架及相应模具的数量，减低生产成本；此外，可以减少组装步骤，有利于减小组装过程中的累积误差，提高成像模组装配效率和良率。

Description

成像模组和电子装置

技术领域

本实用新型涉及图像采集技术领域，特别涉及一种成像模组和电子装置。

背景技术

相关技术中，使用成像模组采集物体三维轮廓信息的技术得到越来越多的关注。其中，采用飞行时间测距法(Time of flight，TOF)的成像模组可以通过检测从发射模组发出的信号受物体反射后到达接收模组所用的时间来确定飞行时间测距模组与物体之间的距离，从而获取物体的三维轮廓信息。然而，成像模组装配时，先分别装配接收模组和发射模组，再将接收模组和发射模组组装在一起，接收模组和发射模组需要保持一定的相对位置，影响成像模组的装配效率和良率。因此，如何设计成像模组的发射模组和接收模组成为待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的实施方式提供了一种成像模组和电子装置。

本实用新型实施方式的一种成像模组包括接收模组、发射模组和支架，所述支架包括一体结构的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部开设有第一收容空间，所述接收模组至少部分地设置在所述第一收容空间，所述第二支撑部开设有第二收容空间，所述发射模组至少部分地设置在所述第二收容空间。

本实用新型实施方式的成像模组中，可以将接收模组和发射模组分别设置在支架的第一收容空间和第二收容空间，在成像模组装配时，接收模组和发射模组统一装配到一体成型的支架，相比于两个单独的发射模组和接收模组，可以减少元件的数量，例如，支架及相应模具的数量，减低生产成本；此外，可以减少组装步骤，有利于减小组装过程中的累积误差，提高成像模组装配效率和良率。

在某些实施方式中，所述成像模组包括印刷电路板，所述发射模组包括光源，所述支架和所述光源设置在所述印刷电路板表面，所述光源位于所述第二收容空间。如此，印刷电路板可以支撑光源并实现光源的供电和控制，支架可以保护光源，减少环境干扰。

在某些实施方式中，所述第二支撑部与所述印刷电路板相背的一侧开设有出光孔，所述出光孔连通所述第二收容空间且与所述光源对准。如此，光源在支架内发出的光线可以通过出光孔投射至空间。

在某些实施方式中，所述发射模组包括扩散器，所述第二支撑部内侧开设有收容槽，所述收容槽与所述第二收容空间和所述出光孔连通，所述扩散器至少部分地设置在所述收容槽，所述扩散器位于所述光源的出光侧，所述光源发射的光线经所述扩散器自所述出光孔出射。如此，扩散器可以将光源发出的光线扩散形成一面均匀光线，均匀光线照射到物体后，有利于接收模组接收物体反射的光线，提高成像模组的检测效果。

在某些实施方式中，所述光源包括垂直腔面发射激光器阵列，所述垂直腔面发射激光器阵列包括呈阵列分布的多个垂直腔面发射激光器。发射模组可以使用垂直腔面发射激光器阵列作为光源，可以满足光源小体积的需求，通过多个垂直腔面发射激光器形成阵列分布可以保证光线连续性及投影面积。

在某些实施方式中，所述接收模组包括镜头和图像传感器，所述图像传感器位于所述镜头的像侧，所述图像传感器设置在所述印刷电路板表面且位于所述第一收容空间。如此，镜头将光线汇聚到图像传感器，有利于提高图像传感器的成像效果。

在某些实施方式中，所述第一支撑部包括镜座，所述镜座凸设在所述第一支撑部与所述印刷电路板相背的一侧，所述镜座开设有收容腔，所述第一支撑部开设有通孔，所述通孔连通所述第一收容空间和所述收容腔，所述镜头设置在所述收容腔。如此，镜头将光线汇聚，经过通孔投射到图像传感器，镜座可以为镜头提供支撑，并可以限定镜头的位置，有利于镜头的组装。

在某些实施方式中，所述接收模组还包括滤光片，所述第一支撑部内侧开设有器件槽，所述器件槽与所述第一收容空间和所述通孔连通，所述滤光片至少部分地设置在所述器件槽且位于所述镜头和所述图像传感器之间。如此，如此，从通孔入射的光线通过滤光片后投射至图像传感器，滤光片可以使得相应波长的光线通过，滤除其他的光线，有利于提高成像模组检测的准确性。

在某些实施方式中，所述成像模组包括柔性电路板，所述柔性电路板连接所述印刷电路板。如此，印刷电路板可以通过柔性电路板和外界电路进行连接，从而可以控制成像模组工作，同时可以将成像模组采集的数据信号传输至外部电路进行处理以获得物体的三维轮廓信息。

本实用新型的实施方式的一种电子装置包括上述任一实施方式所述的成像模组。

本实用新型实施方式的电子装置采用本实用新型实施方式的成像模组，可以将接收模组和发射模组分别设置在支架的第一收容空间和第二收容空间，在成像模组装配时，接收模组和发射模组统一装配到一体成型的支架，相比于两个单独的发射模组和接收模组，可以减少元件的数量，例如，支架及相应模具的数量，减低生产成本；此外，可以减少组装步骤，有利于减小组装过程中的累积误差，提高成像模组装配效率和良率。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的成像模组的立体结构示意图。

图2是本实用新型实施方式的成像模组的分解示意图。

图3是本实用新型实施方式的成像模组的俯视图。

图4是图3的成像模组沿IV-IV方向的剖面示意图。

图5是本实用新型实施方式的支架的立体示意图。

图6是本实用新型实施方式的支架的俯视图。

图7是本实用新型实施方式的支架的仰视图。

图8是本实用新型实施方式的电子装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

电子装置100、成像模组10、接收模组11、镜头112、图像传感器114、滤光片116、发射模组12、光源122、扩散器124、支架13、第一支撑部132、第一收容空间1321、镜座1322、收容腔1323、通孔1324、器件槽1325、第二支撑部134、第二收容空间1342、出光孔1344、收容槽1346、半圆槽136、印刷电路板14、柔性电路板15。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请一并参阅图1至图4，本实用新型实施方式的成像模组10包括接收模组11、发射模组12和支架13，支架13包括一体成型的第一支撑部132和第二支撑部134，第一支撑部132开设有第一收容空间1321，接收模组11至少部分地设置在第一收容空间1321，第二支撑部134开设有第二收容空间1342，发射模组12至少部分地设置在第二收容空间1342。

本实用新型实施方式的成像模组10中，可以将接收模组11和发射模组12分别设置在支架13的第一收容空间1321和第二收容空间1342，在成像模组10装配时，接收模组11和发射模组12统一装配到一体成型的支架13，相比于两个单独的发射模组12和接收模组11进行组装，可以减少元件的数量，例如，支架13及相应模具的数量，减低生产成本；此外，可以减少组装步骤，有利于减小组装过程中的累积误差，提高成像模组10装配效率和良率。

进一步地，第一支撑部132和第二支撑部134为一体结构，支架13结构简单、稳定，可以减少两个支撑部连接的壁厚，有利于成像模组10的小型化设计，从而可以应用于轻薄的电子产品中。在一个例子中，支架13可以由塑料材料一体成型制造。当然，支架13也可采用金属材料一体成型制造。

在某些实施方式中，发射模组12可以是激光发射模组12，接收模组11可以是感光模组。如此，成像模组10可以采用飞行时间测距法通过检测从发射模组12发出的光信号受物体反射后到达接收模组11所用的时间来确定成像模组10与物体之间的距离，从而成像模组10可以获取物体的三维轮廓信息。成像模组10也可以为结构光3D成像模组，此时，发射模组12用于发射具有预定图案的结构光，一般为红外结构光，接收模组11为红外感光模组；当然，成像模组10也可以为一般的2D摄像模组，此时，发射模组12可以作为接收模组11的闪光灯。

在某些实施方式中，成像模组10包括印刷电路板14，发射模组12包括光源122，支架13和光源122设置在印刷电路板14表面，光源122位于第二收容空间1342。

具体地，可以将光源122设置安装到印刷电路板14表面，通过设计光源122在印刷电路板14的位置使得支架13和印刷电路板14组装时，光源122位于第二收容空间1342。如此，印刷电路板14可以支撑光源122并实现光源122的供电和控制，支架13可以保护光源122，减少环境干扰。

在某些实施方式中，第二支撑部134与印刷电路板14相背的一侧开设有出光孔1344，出光孔1344连通第二收容空间1342且与光源122对准。

如此，光源122在支架13内发出的光线可以通过出光孔1344投射至空间，遇到物体后光线反射可以由接收模组11接收，成像模组10根据光线的行程时间确定成像模组10与物体的距离。

请参阅图4至图7，在某些实施方式中，发射模组12包括扩散器(diffuser)124，第二支撑部134内侧开设有收容槽1346，收容槽1346与第二收容空间1342和出光孔1344连通，扩散器124至少部分地设置在收容槽1346，扩散器124位于光源122的出光侧，光源122发出的光线经扩散器124自出光孔1344出射。

如此，扩散器124可以将光源122发出的光线扩散形成一面均匀光线，均匀光线指的是具有一定光型分布、密度以及均匀度的光线。也即是说，扩散器124可以将光线扩散形成具有一定光型分布、密度以及均匀度的光线。均匀光线照射到物体后，有利于接收模组11接收物体反射的光线，提高成像模组10的检测效果。其中，光源122发出的光学通过扩散器124后从出光孔1344投射至空间。

进一步地，收容槽1346可以限定扩散器124的位置，有利于扩散器124装配到支架13。在一个例子中，扩散器124通过胶水粘合到收容槽1346。在成像模组10装配时，先将扩散器124粘合到收容槽1346，再将带有扩散器124的支架13安装到印刷电路板14。

请参阅图7，在某些实施方式中，扩散器124的平面形状呈方形，收容槽1346的平面形状呈方形。收容槽1346的四个角形成有向外延伸的半圆槽136。

如此，半圆槽136可以方便收容槽1346内的扩散器124安装和取出，也可方便对扩散器124进行点胶以固定扩散器124。当然，在其他实施方式中，扩散器124和收容槽1346的平面形状可以根据需要选择圆形、椭圆形或其他形状，在此不做具体限定。

在某些实施方式中，扩散器124可以通过在材料层中增加散射材质制成，或通过在表面层做散射特性制成，或通过在表面设计衍射微结构制成，或通过在表面设计微透镜阵列((Micro Lens Array，MLA)折射微结构制成。具体地，扩散器124可以根据不同的用途和光学需求选择不同的设计，可以满足更多的场景需求。

在某些实施方式中，扩散器124与光源122保持一定的距离。如此，发射模组12可以满足相应的光学需求。其中，扩散器124与光源122可以根据不同的光学需求设置合适的距离。

在某些实施方式中，光源122包括垂直腔面发射激光器(Vertical CavitySurface Emitting Laser，VCSEL)阵列，垂直腔面发射激光器阵列包括呈阵列分布的多个垂直腔面发射激光器。

可以理解，垂直腔面发射激光器是一种小体积的半导体激光器，可以以较高的输出功率形成阵列分布，用于建立高效的激光光源。如此，发射模组12可以使用垂直腔面发射激光器阵列作为光源122，可以满足光源122小体积的需求，而垂直腔面发射激光器的发散角度较小，通过多个垂直腔面发射激光器形成阵列分布可以保证光线连续性及投影面积。

在某些实施方式中，接收模组11包括镜头112和图像传感器114，图像传感器114位于镜头112的像侧，图像传感器114设置在印刷电路板14表面且位于第一收容空间1321。

如此，发射模组12发出光线，镜头112将物体反射至接收模组11的光线汇聚到图像传感器114，提高图像传感器114的成像效果，以便获取物体的三维信息。其中，图像传感器114设置安装到印刷电路板14表面，也即，图像传感器114和光源122设置在同一印刷电路板14，且位于印刷电路板14的同一侧，光源122与图像传感器114的相对位置不受成像模组10组装的影响，有利于提高成像模组10的良率和可靠性。

进一步地，通过设计光源122和图像传感器114在印刷电路板14的位置使得支架13和印刷电路板14组装时，图像传感器114位于第一收容空间1321，光源122位于第二收容空间1342。如此，印刷电路板14可以支撑图像传感器114和光源122并实现图像传感器114和光源122的供电和控制，支架13可以保护图像传感器114和光源122，减少环境干扰。

成像模组10组装时，将支架13安装到印刷电路板14即可完成图像传感器114和光源122的组装，组装步骤简单，有利于提高成像模组10的组装效率。

在某些实施方式中，图像传感器114包括电荷耦合器件(Charge Coupled Device，CCD)传感器或互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)传感器。

在某些实施方式中，第一支撑部132包括镜座1322，镜座1322凸设在第一支撑部132与印刷电路板14相背的一侧，镜座1322开设有收容腔1323，第一支撑部132开设有通孔1324，通孔1324连通第一收容空间1321和收容腔1323，镜头112设置在收容腔1323。

可以理解，镜头112和印刷电路板14可以从支架13相背的两侧进行组装，镜头112将光线汇聚，经过通孔1324投射到图像传感器114。其中，镜座1322可以为镜头112提供支撑，并可以限定镜头112的位置，有利于镜头112的组装。

具体地，在某些实施方式中，镜头112包括至少一个光学透镜。在一个例子中，镜头112可以是一个光学透镜。在另一个例子中，镜头112可以是多个光学透镜的组合。如此，接收模组11通过镜头112可以提高图像传感器114的成像效果。

在某些实施方式中，接收模组11包括滤光片116，第一支撑部132内侧开设有器件槽1325，器件槽1325与第一收容空间1321和通孔1324连通，滤光片116至少部分地设置在器件槽1325且位于镜头112和图像传感器114之间。

如此，从通孔1324入射的光线通过滤光片116后投射至图像传感器114，滤光片116可以使得相应波长的光线通过，滤除其他的光线，有利于提高成像模组10检测的准确性。

在一个例子中，滤光片116可以滤除发射模组12发出的光线之外的其他光线，避免其他光线的干扰，从而图像传感器114采集光线形成的图像信息更加准确。具体地，发射模组12可以发射红外线，滤光片116可以是红外滤光片116，如此，红外滤光片116可以滤除非红外光，避免非红外光对图像传感器114采集图像的干扰。

其中，器件槽1325可以限定滤光片116的位置，有利于滤光片116组装到支架13。在一个例子中，滤光片116通过胶水粘合到器件槽1325。在成像模组10组装时，先将滤光片116粘合到器件槽1325，再将带有滤光片116的支架13安装到印刷电路板14。

请再次参阅图7，在某些实施方式中，滤光片116的平面形状呈方形，器件槽1325的平面形状呈方形。器件槽1325的四个角形成有向外延伸的半圆槽136。

如此，半圆槽136可以方便器件槽1325内的滤光片116安装和取出，也可方便对滤光片116进行点胶以固定滤光片116。当然，在其他实施方式中，滤光片116和器件槽1325的平面形状可以根据需要选择圆形、椭圆形或其他形状，在此不做具体限定。

请参阅图1，在某些实施方式中，成像模组10包括柔性电路板15，柔性电路板15连接印刷电路板14。

如此，印刷电路板14可以通过柔性电路板15和外界电路进行连接，从而可以控制成像模组10工作，同时可以将成像模组10采集的数据信号传输至外部电路进行处理以获得物体的三维轮廓信息。

请参阅图8，本实用新型的实施方式的一种电子装置100包括上述任一实施方式的成像模组10。

本实用新型实施方式的电子装置100采用本实用新型实施方式的成像模组10，可以将接收模组11和发射模组12分别设置在支架13的第一收容空间1321和第二收容空间1342，在成像模组10装配时，接收模组11和发射模组12统一装配到一体成型的支架13，相比单独的发射模组12和接收模组11，可以减少元件的数量，例如，支架13及相应模具的数量，减低生产成本；此外，可以减少组装步骤，有利于减小组装过程中的累积误差，提高成像模组10装配效率和良率。

在某些实施方式中，电子装置100包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴设备、门锁、车载终端、无人机等电子装置。在图8所示的例子中，电子装置100为手机。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种成像模组，其特征在于，包括接收模组、发射模组和支架，所述支架包括一体结构的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部开设有第一收容空间，所述接收模组至少部分地设置在所述第一收容空间，所述第二支撑部开设有第二收容空间，所述发射模组至少部分地设置在所述第二收容空间。

2.如权利要求1所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组包括印刷电路板，所述发射模组包括光源，所述支架和所述光源设置在所述印刷电路板表面，所述光源位于所述第二收容空间。

3.如权利要求2所述的成像模组，其特征在于，所述第二支撑部与所述印刷电路板相背的一侧开设有出光孔，所述出光孔连通所述第二收容空间且与所述光源对准。

4.如权利要求3所述的成像模组，其特征在于，所述发射模组包括扩散器，所述第二支撑部内侧开设有收容槽，所述收容槽与所述第二收容空间和所述出光孔连通，所述扩散器至少部分地设置在所述收容槽，所述扩散器位于所述光源的出光侧，所述光源发射的光线经所述扩散器自所述出光孔出射。

5.如权利要求2所述的成像模组，其特征在于，所述光源包括垂直腔面发射激光器阵列，所述垂直腔面发射激光器阵列包括呈阵列分布的多个垂直腔面发射激光器。

6.如权利要求2所述的成像模组，其特征在于，所述接收模组包括镜头和图像传感器，所述图像传感器位于所述镜头的像侧，所述图像传感器设置在所述印刷电路板表面且位于所述第一收容空间。

7.如权利要求6所述的成像模组，其特征在于，所述第一支撑部包括镜座，所述镜座凸设在所述第一支撑部与所述印刷电路板相背的一侧，所述镜座开设有收容腔，所述第一支撑部开设有通孔，所述通孔连通所述第一收容空间和所述收容腔，所述镜头设置在所述收容腔。

8.如权利要求7所述的成像模组，其特征在于，所述接收模组还包括滤光片，所述第一支撑部内侧开设有器件槽，所述器件槽与所述第一收容空间和所述通孔连通，所述滤光片至少部分地设置在所述器件槽且位于所述镜头和所述图像传感器之间。

9.如权利要求2所述的成像模组，其特征在于，所述成像模组包括柔性电路板，所述柔性电路板连接所述印刷电路板。

10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的成像模组。